[发明专利]一种反相序级联转子绕组

说明书

本发明公开了一种反相序级联转子绕组，包括转子绕组端环、转子绕组和绕组交叉连接段；所述转子绕组包括左转子绕组和右转子绕组；所述左转子绕组和右转子绕组均为星型连接且两者极对数相等，两者间通过绕组交叉连接段反相序相连导通；所述左转子绕组的左侧与右转子绕组的右侧均设置有转子绕组端环；所述转子绕组端环提供多相转子绕组的中性点；所述绕组交叉连接段用于使左转子绕组和右转子绕组的磁场相对转子转速反向旋转。本发明省去了现有绕线型转子绕组的四个端部，有效地缩短了电机轴向长度，降低了电机的制造成本同时提高电机的动态响应性能，且电机在额定工况下转子发热损耗降低。

技术领域

本发明属于转子绕组领域，更具体地，涉及一种反相序级联转子绕组。

背景技术

级联式无刷双馈电机由两台极对数分别为p_p、p_c的异步电机同轴相联，其中极对数为p_p的电机定子绕组当作电机功率绕组,而极对数为p_c的电机定子绕组当作励磁控制绕组。级联无刷双馈电机的两套转子绕组直接相连，或正相序相连，或反相序相连。当转子绕组正相序相连时，定子功率绕组频率f_p与定子控制绕组频率f_c和转速n_r的关系为当转子绕组反相序相连时，上述关系则变为可见无论是正相序相连或是反相序相连，通过控制绕组频率的调节，都可以实现级联式无刷双馈电机的变速恒频运行或者变频恒速运行。此外，在控制侧使用变频器，可以降低变频器功率等级，大大减小了系统的体积和成本。因此级联无刷双馈电机是一种可靠的无刷电机，在风力发电等领域越来越受到关注。

已有的级联无刷双馈电机均为绕线式异步电机相连，其定转子绕组均为绕线式绕组。CN200710057335.7公开了一种绕线型内转子无刷双馈发电机，其包括发电机主体、定子、转子、风机叶片、轮毂，在发电机主题内设置内转子式发电机和励磁机，二者同轴安装但是独立磁路。其绕线式转子绕组为绕线式波绕组结构、星型连接方式，通过绕组连接线反相序相连。该电机通过控制励磁机侧定子绕组频率，在大型风力发电领域实现了机组的变速恒频运行，具有无刷化、直驱、无齿轮箱、以1/3发电机额定容量的变流励磁装置，可方便调节无功等技术优点。然而绕线式级联无刷双馈电机由于两台电机级联，且两套转子绕组存在4个端部，导致电机轴向长度过长，使得电机制造成本过高；还会使转子转动惯量增加，动态响应较慢；同时轴长过长会带来转子偏振问题。此外，转子绕组端部会增加转子绕组损耗，降低电机整体效率；再者，绕线式转子绕组工艺复杂，维修困难，人工成本与维修成本较高。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种反相序级联转子绕组，旨在解决现有的绕线式级联无刷双馈电机因存在4个端部使电机轴向长度较长导致电机制造成本较高的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种反相序级联转子绕组，包括：转子绕组端环、转子绕组和绕组交叉连接段；

所述转子绕组包括左转子绕组和右转子绕组；所述左转子绕组和右转子绕组均为直线状导体，且两者极对数相等；所述左转子绕组和右转子绕组均为星型连接且两者极对数相等；所述左转子绕组和右转子绕组均为沿圆周平行且均匀分布的直线状导体，通过绕组交叉连接段反相序相连导通；所述左转子绕组的左侧与右转子绕组的右侧均设置有转子绕组端环；

所述转子绕组端环提供多相转子绕组的中性点；所述绕组交叉连接段用于使左转子绕组和右转子绕组的磁场相对转子转速反向旋转。

所述左转子绕组与右转子绕组的极对数p、相数m及直线状导体数n之间的关系为：

n＝pm

其中，p为任一正整数，m为任一大于1的正整数。

所述每根直线状导体为转子绕组的一相，所述转子绕组中相邻两相的相位差为：

其中，为转子绕组中相邻两相的相位差。